Soorten roestvrij staal en roestvrij staalsoorten

Roestvrij staal is een ijzer-chroomlegering die tussen de 10 en 30% chroom bevat, wat het metaal een hoge weerstand tegen corrosie geeft. Hoewel er veel soorten roestvrij staal zijn, worden er maar een tiental met enige regelmaat gebruikt. AISI Type 304 SS, met een chroom-nikkelbestanddeel en een laag koolstofgehalte, is bijvoorbeeld populair vanwege zijn goede corrosieweerstand, reinigbaarheid en vormbaarheid, waardoor het populair is voor veel alledaagse voorwerpen zoals gootstenen. AISI Type 316 SS, dat het legeringselement molybdeen bevat, is zelfs beter bestand tegen chemische aantasting dan Type 304, waardoor het geschikt is voor blootstelling aan zeewater, pekel, zwavelzuren en andere bijtende stoffen die in de industriële omgeving worden aangetroffen. Dit artikel bespreekt kort enkele van de populaire soorten roestvrij staal en de instellingen waarin deze soorten uitblinken.

De belangrijkste soorten roestvast staal zijn onder meer:

• Ferritisch
• Martensitisch
• Austenitisch
• Duplex

Ferritisch roestvrij staal

De toevoeging van chroom (>17%) aan een staallegering stabiliseert de ferritische fase van de legering, waardoor een materiaal ontstaat dat zeer corrosiebestendig is, zo niet uitzonderlijk sterk. Het kan niet worden gehard door warmtebehandeling, maar kan koud worden bewerkt om de hardheid te vergroten. Het is een goedkope kwaliteit en wordt vaak gebruikt voor keukenapparatuur, architecturale/siertoepassingen, enz. waar corrosieweerstand, vervormbaarheid, vervormbaarheid en kosten belangrijk zijn en sterkte geen probleem is.

Martensitisch roestvrij staal

Het toevoegen van koolstof (tot 2%) aan de chroom-ijzerlegering verhoogt de hardbaarheid van de legering. Hoewel het niet kan worden gehard tot het niveau van ijzer-koolstof-martensiet, kan martensitisch roestvrij staal voldoende worden gehard om bijvoorbeeld roestbestendig bestek, chirurgische instrumenten, kogelkranen en zittingen te produceren. Martensitische roestvaste staalsoorten worden meestal gebruikt in speciale toepassingen. AISI Type 410 wordt bijvoorbeeld gebruikt voor het maken van onderdelen voor voedselmachines, pompassen, enz., terwijl Type 403 wordt gebruikt in toepassingen met hoge temperaturen, zoals turbines. Type 416 wordt beschouwd als vrij te bewerken en heeft de beste bewerkingseigenschappen van alle roestvaste staalsoorten; het wordt gebruikt voor veel gedraaide SS-onderdelen. Martensitisch roestvast staal is magnetisch en met een hoog koolstofgehalte moeilijk te lassen.

Austenitisch roestvrij staal

Door nikkel (8-20%) aan de chroom-ijzerlegering toe te voegen, ontstaat een staal dat austenitisch is bij kamertemperatuur, met een kubische structuur in het midden die bestand is tegen corrosie, en waarvan het magnetische veld er een is van een zachte magneet (dat wil zeggen, het kan worden gemagnetiseerd in een elektrisch veld, maar niet permanent). Deze staalsoorten hebben een relatief laag koolstofgehalte en zijn daardoor lasbaar. Deze groep is de meest gebruikte van alle roestvaste staalsoorten, met name Type 302. De economische 304, ook wel food-grade genoemd, wordt gebruikt voor algemene corrosiebestendige toepassingen waar lasgerelateerde corrosie van belang is. Het verbeterde corrosiebestendige 316 wordt gebruikt voor industriële toepassingen en wordt beschouwd als het meest corrosiebestendige van de austenitische roestvaste staalsoorten. Een "L" na de kwaliteit geeft een verbeterde lasbaarheid aan onder de zwaarste lasomstandigheden. De temperatuurbestendigheid wordt verhoogd door titanium toe te voegen, zoals in Type 321, een populair materiaal in ruimtevaarttoepassingen.

Een relatief nieuwe soort roestvast staal, soms PHSS's genoemd en met identificatiecodes zoals 15-5, 17-4 en 17-7 PH, is precipitatiegehard. Dit speciale warmtebehandelingsproces verhoogt de weerstand van het metaal tegen spanningscorrosie. Sommige van deze PHSS's zijn austenitisch, sommige zijn martensitisch en sommige vallen ergens tussenin. A-286-legering was een van de eerste van de zogenaamde superlegeringen.

Duplex roestvrij staal

Duplex staalsoorten hebben structuren die zowel ferritische als austenitische fasen combineren, waardoor ze bijna twee keer zo sterk zijn als austenitische variëteiten. Met een goede corrosieweerstand en lasbaarheid vergelijkbaar met die van austenitisch roestvrij staal, worden ze gebruikt in een verscheidenheid aan speciale toepassingen - op offshore-platforms en in drukvaten, bijvoorbeeld, waar sterkte absoluut noodzakelijk is.

Samenvatting roestvrij staalsoorten

Tabel 1 hieronder beschrijft veel van de AISI roestvaste staalsoorten, hun sterke punten en typische toepassingen. Sommige staalsoorten met achtervoegsels (L, S, enz.) zijn niet opgenomen, evenals veel van de speciale PHSS's.